第5章第1-2节课件

梁（beam，girder):承受横向荷载作用的直线或曲线形构件。梁主要内力为弯矩、剪力，有时也承受扭矩，其主要变形为弯曲变形，有时为弯扭变形。

梁:是钢结构中的常用构件，如铁路桥梁中的钢板梁、箱形梁，工业与民用建筑中的吊车梁、屋盖梁、工作平台梁以及檩条、墙架梁等。第五章受弯构件—梁第一节梁的应用和形式第五章受弯构件—梁一、

梁的类型1.按弯曲变形状况分：单向弯曲构件——构件在一个主轴平面内受弯双向弯曲构件——构件在两个主轴平面内受弯2.按支撑条件分：简支梁；连续梁；悬臂梁第一节梁的应用和形式3.按截面构成方式分：(1)型钢梁（跨度较小、内力相对不大）

热轧型钢梁：小跨度梁，如屋盖梁、框架中的次梁等。冷弯薄壁型钢梁：墙檩、屋檩等。(2)焊接组合截面梁（跨度或内力较大）

工字梁：制作、安装、养护方便，横向及扭转刚度小。

箱形梁：横向及扭转刚度大，节约钢材，制作安装、困难。第五章受弯构件—梁第一节梁的应用和形式(3)钢-混凝土组合梁原理：简支梁的上翼缘受压，混凝土抗压能力强且刚度大，用混凝土做上翼缘，钢做腹板和下翼缘，形成结合梁。主要优点：充分利用材料性能，节约钢材，梁的横向刚度大。缺点：混凝土和钢梁的接触面需要特殊处理第五章受弯构件—梁第一节梁的应用和形式图5－1受弯构件截面形式第五章受弯构件—梁第一节梁的应用和形式二、梁格布置和梁的搭接1.梁格布置（1）简单梁格：只有主梁，适用于主梁跨度较小或面板规格较大的情况梁格简单布置图第五章受弯构件—梁第一节梁的应用和形式(2)普通梁格:在主梁间设次梁，适用于大多数的梁格尺寸和情况，应用最广。梁格普通布置图第五章受弯构件—梁第一节梁的应用和形式(3)复式梁格:在主梁间设纵向次梁，在纵向次梁间设横向次梁。荷载传递层次多，梁格构造复杂，只适用于荷载大和主梁跨度大的情况.梁格复式布置图第五章受弯构件—梁第一节梁的应用和形式2.梁格中主次梁的搭接方式(1)叠接:次梁叠放在主梁之上，制造安装最方便。结构高度大，净空减少；梁格刚度差。主次梁的叠接连接第五章受弯构件—梁第一节梁的应用和形式(2)升高连接:次梁从侧面与主梁连接，次梁上翼缘高度高于主梁上翼缘高度。次梁端部有削弱，切割费工，但是结构高度较小主次梁的等高连接（升高连接）第五章受弯构件—梁第一节梁的应用和形式(3)等高连接:次梁从侧面与主梁连接，次梁上翼缘高度等于主梁上翼缘高度。切割高度小，连接牢固，梁格的刚度和整体稳定性好。主次梁等高连接（升高连接）第五章受弯构件—梁第一节梁的应用和形式(4)降低连接:次梁在主梁高度内与主梁腹板连接，在复式梁格中，常使横向次梁叠接于纵向次梁

而纵向次梁与主梁采用降低连接。主次梁降低连接第五章受弯构件—梁第一节梁的应用和形式三、梁的设计内容钢结构梁设计的内容大致包括：

强度计算整体稳定（承载力极限状态）局部稳定刚度计算（正常使用极限状态）第五章受弯构件—梁第一节梁的应用和形式1.强度计算(1)抗弯强度：验算翼缘的弯曲正应力σ与钢材的屈服强度fy

之间的关系。(2)抗剪强度：验算腹板的剪应力τ与钢材的抗剪强度设计值fv之间的关系(3)局部压应力：梁在固定集中荷载作用处无加劲肋，或承受移动集中荷载时，应比较局部压力σc与钢材抗压强度f(4)折算应力：梁局部应力状态复杂时，应比较折算应力σeq

与钢材的抗压强度f第五章受弯构件—梁第一节梁的应用和形式2.整体稳定(1)整体失稳的现象：某些受弯构件在荷载作用下，虽然其正应力还低于钢材的强度，但其变形会突然偏离原来的弯曲变形曲面，同时发生侧向弯曲和扭转。(2)产生整体失稳的原因：侧向刚度、抗扭刚度太小，侧向支撑点间距太大。第一节梁的应用和形式第五章受弯构件—梁3.局部稳定(1)局部失稳的现象：某些受弯构件在荷载作用下，其受压翼缘和腹板受压区出现波状屈曲。(2)产生局部失稳的原因：梁截面主要由平板构成，受压区板的宽厚比过大时，容易产生局部屈曲。第一节梁的应用和形式第五章受弯构件—梁4.刚度构件在使用过程中，如果产生过大的变形，会影响结构的正常使用，所以受弯构件还要进行刚度的验算。第一节梁的应用和形式第五章受弯构件—梁一、抗弯强度1、正截面应力分布最大弯曲正应力Mx——截面绕x轴的弯矩Wnx——对x轴的净截面模量第二节梁的强度和刚度第五章受弯构件—梁梁在弯曲的不同阶段的弯曲应力和剪应力梁的弯曲分下面三个阶段第二节梁的强度和刚度第五章受弯构件—梁弹性阶段：弹性极限：塑性阶段：fy

——钢材标号所指的屈服点Mx——截面绕x轴的弯矩Wnx——对x轴的净截面模量弹塑性阶段：第二节梁的强度和刚度第五章受弯构件—梁2、验算公式γx

、

γy——截面的塑性发展系数

f——钢材的抗弯设计强度第二节梁的强度和刚度第五章受弯构件—梁当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比满足下式时，塑性发展系数应该取γx＝1.0。对于需要计算疲劳的梁，宜取γx＝γy＝1.0。第二节梁的强度和刚度第五章受弯构件—梁二、抗剪强度梁的剪应力分布第二节梁的强度和刚度第五章受弯构件—梁1、梁的剪应力分布2、验算公式V

——计算截面沿腹板平面的作用剪力S——计算剪应力处毛截面对中和轴的面积矩I——毛截面惯性矩tw

——腹板厚度fv

——钢材的抗剪强度设计值第二节梁的强度和刚度第五章受弯构件—梁三、局部压应力局部压应力（a）第二节梁的强度和刚度第五章受弯构件—梁局部压应力（b）(1)受支座反力R、集中力F处(2)局部压应力，45°角扩散(3)腹板边缘压应力较大(4)假定边缘压应力均匀分布分布长度lz=a+2hy计算平均压应力局部压应力（c）第二节梁的强度和刚度第五章受弯构件—梁(5)吊车梁移动轮压(6)局部压应力分布不均匀分布长度lz=a+2hy+2hR计算压应力y集中荷载增大系数，重级工作制吊车y=1.35

局部压应力（d）第二节梁的强度和刚度第五章受弯构件—梁(7)腹板薄较时，有集中力和支座处设支承加劲肋，sc=0(8)计算支承加劲肋稳定性第二节梁的强度和刚度第五章受弯构件—梁四、折算应力(1)腹板边缘同时受正应力s1、剪应力t1和压应力sc作用(2)计算折算应力如s1与sc同号或sc=0，b1=1.1；如s1与sc异号，b1=1.2第二节梁的强度和刚度第五章受弯构件—梁五、构件挠度1、梁的弯曲变形(1)荷载标准值组合，计算弹性变形w，图乘法(2)准确计算：简支梁，固端梁，悬臂梁第二节梁